게이트 밸브 구성과 동작방식

게이트 밸브는 직선 운동 수동 휠, 공압, 유압 작동식 온/오프 서비스 밸브입니다. 게이트 밸브는 중단 없는 순환과 낮은 압력 강하가 필요한 서비스에서 다른 밸브 유형보다 많습니다.

게이트 밸브는 오리피스가 평평한 수직 게이트 또는 디스크로 닫히는 다중 회전을 가지고 있습니다. 시트 위에서 직각으로 미끄러지는 디스크 또는 게이트입니다.

 

게이트 밸브는 스로틀링 동작에 적합하지 않고 온-오프 동작에 적합합니다. 그 이유는 게이트와 씰이 순환을 제한하면서 급격한 침식을 겪는 경향이 있기 때문입니다. 게이트 밸브는 게이트가 부분적으로 열린 상태에서 난류를 생성하고 소음이 거의 없습니다.

 

 

 

위의 그림은 핸드 휠로 작동되는 게이트 밸브와 공압 액추에이터가 있는 게이트 밸브의 절단 뷰를 보여줍니다. 밸브가 완전히 열리면 밸브 흐름 통로에 제한이 없습니다. 유체는 일반적으로 파이프와 직경이 같은 통로를 직선으로 통과합니다.

 

 

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1. 게이트 밸브 구성

 

게이트 밸브는 현재 사용되는 가장 일반적인 밸브 중 일부입니다. 다른 일반적인 유형에는 플러그, 버터플라이, 볼 및 글로브 타입 밸브가 포함됩니다.

 

게이트 밸브는 흐름을 시작하고 중지하는 데 사용되지만 흐름을 조절(스로틀링)하는 데는 적합하지 않습니다. 게이트 밸브를 통한 흐름은 게이트 밸브가 열리는 양에 비례하지 않으며, 이것이 게이트 밸브가 스로틀링에 적합하지 않은 주된 이유입니다. 밸브가 스로틀되면 밸브를 통한 흐름이 매우 난류와 고속을 가지므로 시트와 디스크가 마모됩니다.

게이트 밸브는 열린 위치에있을 때 흐름에 대한 저항을 거의 제공하지 않습니다. 결과적으로, 밸브가 열려 있을 때 밸브 전체의 압력 차이가 매우 낮습니다.

대부분의 밸브와 마찬가지로 게이트 밸브는 사용하는 디스크의 이름을 따서 명명되었습니다.

게이트 밸브는 항상 직선 운동 밸브이며 회전 운동이 아니므로 열린 위치에서 닫힌 위치로 이동하기 위해 1/4 회전 이상이 필요합니다.

 

게이트 밸브 단면

 

다른 밸브 설계와 마찬가지로 게이트 밸브 설계는 여러 하위 범주로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 범주는 쐐기 또는 평행 모양인 디스크 모양을 기반으로 합니다. 두 번째 범주는 상승 또는 상승하지 않는 스템 설계에 대한 것입니다. 다른 분류는 사용된 디스크 유형에 따라 다릅니다.

• 솔리드(쐐기)
• 유연성(쐐기형)
• 스플릿(쐐기)
• 병렬(parallel)

 

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게이트 밸브의 주요 구성 요소는 보닛, 디스크, 시트, 밀봉 장치(글랜드 씰, 스터핑 박스 등), 스템, 본체 및 액추에이터입니다.

 

게이트 밸브 구성 요소

 

 

게이트 밸브는 수동(핸드휠) 또는 고토크 모터를 사용하여 전기적으로 작동할 수 있습니다.

슬라이딩 게이트(디스크)는 쐐기 모양(테이퍼형) 또는 평행 모양일 수 있습니다. 쐐기 모양 디자인에는 솔리드, 유연성 및 분할 웨지 디자인이 포함됩니다.

시트 링은 마모되거나 누출된 시트를 더 쉽게 교체할 수 있도록 하는 데 사용됩니다. 시트 링에는 뒷면에 메인 밸브 본체에 나사로 고정할 수 있는 나사산이 있으며, 반대쪽의 평평한 표면은 디스크를 누르는 좌석 표면적입니다. 시트 링을 사용하지 않으면 메인 밸브 본체 자체에 평평한 시트를 가공할 수 있지만 불행히도 이로 인해 시트 교체가 불가능하고 전체 밸브를 교체하기 전에 시트를 몇 번만 가공할 수 있습니다.

게이트 밸브 보닛은 종종 주철로 구성됩니다. 주철은 부서지기 쉬우므로 보닛에 균열이 생기기 쉽습니다. 주철 보닛이 있는 밸브를 취급하고 유지 관리할 때 특별한 주의를 기울여야 합니다.

 

 

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2. 게이트 밸브 동작방식

게이트 밸브는 평평한 디스크를 사용하여 액체의 흐름을 제어합니다. 플랫 디스크는 두 개의 평행 좌석 사이에 위치하며 두 개의 씰 중 하나는 상류에 배치되고 다른 하나는 다운스트림에 배치됩니다. 일반적으로 물의 흐름을 효과적으로 제어하기 위해 게이트 밸브를 사용합니다.

 

게이트 밸브에는 수동 조작을 위한 둥근 손잡이 또는 높은 추력 서비스에 사용되는 공압 및 유압 작동용 실린더가 있습니다. 핸들을 돌려 밸브를 열면 샤프트가 올라갑니다. 가장 널리 사용되는 밸브이지만 공간 제약이 있는 곳에서는 사용할 수 없습니다. 스템의 2가지의 유형, 1개는 상승 스템이고 비 상승 스템은 유효합니다.

 

 

 

1) 상승 스템

상승 스템은  게이트에 고정됩니다. 결과적으로 스템은 밸브 작동에 따라 오르내리락합니다. 밸브 움직임의 시각적 표시를 보여 주어 스템의 그리스를 쉽게 할 수 있습니다. 상승 스템 게이트 밸브는 지상 설치에 가장 적합합니다.

 

게이트 밸브는 상승 또는 비상승 스템으로 분류됩니다. '라이징(Rising)'은 스템을 의미하며, 밸브가 열릴 때 밸브 보닛에서 솟아오르는 경우를 의미합니다.

 

상승 스템 설계는 밸브가 열려 있을 때 흐름 경로에서 디스크와 스템을 모두 제거합니다. 비상승 스템 설계는 일반적으로 밸브가 열려 있을 때 스템을 흐름 경로 내에 남겨두지만 스템을 디스크 내에 완전히 수용하는 것도 가능합니다.

 

 

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2) 비상승 스템

상승하지 않는 스템은 게이트 내부에 나사산이 있습니다. 게이트가 올라가고 게이트가 내려가는 스템 움직임은 밸브 본체 내부에서 발생합니다. 스템이 밸브 본체 내부에 있기 때문에 수직 공간이 덜 필요합니다. 비 스템 타입 게이트 밸브는 지상 및 지하 설치에 적합합니다.

 

'비상승'은 밸브 위치에 관계없이 스템이 밸브 보닛에서 올라오지 않는 것을 의미합니다.

 

비상승 스템 게이트 밸브는 주변 환경이 부식성(예: 바다 스프레이 등)인 경우 선호되며, 밸브가 열려 있을 때 스템을 영구적으로 노출된 상태로 두는 것이 바람직하지 않습니다. 반대로, 유동 매체가 부식성인 경우 밸브가 열려 있을 때 스템이 흐름 경로 내에 남아 있기 때문에 비상승 밸브는 좋은 선택이 아닐 수 있습니다.

 

상승하지 않는 스템의 경우 스템이 패킹 내에서 회전하지만 수직으로 움직이지 않으므로 먼지나 이물질이 포장을 손상시키거나 시스템에 들어갈 위험이 거의 없습니다.

비상승 밸브에는 거의 항상 밸브의 위치를 나타내는 로컬 시각적 포인터가 장착되어 있습니다. 빠른 로컬 시각적 표시가 필요한 경우 상승 스템 설계가 선호됩니다

 

 

 

 

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3. 게이트 밸브의 장/단점

- 장점

a. 게이트 밸브는 고용량입니다.
b. 밀폐 폐쇄.
c. 저렴한 비용.
d. 간단한 디자인 및 조작.
e. 순환에 대한 저항이 거의 없음
f. 모든 방향으로 설치 가능

 

- 단점

a. 게이트 밸브는 낮은 순환 제어 기능을 제공합니다.
b. 게이트 밸브는 게이트를 작동시키기 위해 많은 힘이 필요합니다.
c. 낮은 압력 강하로 공동 현상을 발생시킵니다.
d. 작동 시에는 게이트 밸브를 완전히 덮거나 닫아야 합니다.
e. 초크 위치는 시트 및 디스크 침식을 유발합니다.
f. 한 가지 주요 단점은 게이트 밸브가 스로틀 서비스에 적합하지 않다는 것입니다.